Озеленение Сахары

[shuricos]

Кстати, подпор же можно и искусственный сделать.
Берём достаточно большую бочку (скорее даже цистерну), крышку выполняем в виде воронки с отверстием в середине.
Бочку наполняем грунтом и вкапываем (или даже просто устанавливаем на поверхности), а в отверстие высаживаем растение (кустарник или дерево).
Осадки будут стекать в бочку и задерживаться там, а растение будет использовать эту воду.
Затраты велики, но зато это практически вечная штука.
Примерно 200 мм осадков в год в северных и южных регионах Сахары могут дать неплохой результат.

[LonelyWanderer]

А может нечто похожее можно реализовать в масштабах целых регионов? Нужно выбрать удобную местность (впадина, долина), откуда грунтовые воды уходят с трудом или не уходят вовсе, т.е выполняют роль чаши. И начать закачивать воду. Целенаправленно именно в грунт. На первый взгляд - это чистые потери. Но это - пока грунт  не насытится. Вода уходит в артезианские воды и т.д., рассасывается в общем. Это чистые потери для ограниченных проектов каналов. Но скорость "рассасывания" воды не так велика - скорость течения вод в грунте невелика из-за его сопротивления фильтрации, и если  подавать воды гораздо больше, чем он может пропустить, то уровень грунтовых вод будет неизбежно расти, а где-то могут и артезианские воды подняться. Уровень будет расти до тех пор, пока не появятся новые способы более быстрого удаления влаги - возникновение поверхностного стока, водоемов (и испарения) и растительности (тоже испарение). Известно, что и сейчас в Сахаре под слоем земли есть большое количество воды, но в большинстве местах она слишком глубоко (хотя в некоторых местах грунтовые воды выступают на поверхность оазисами и озёрами прямо посреди пустыни) - сказывается недостаток поступающих вод (от осадков и таких рек как Нигер и Нил с их притоками), и существует баланс между поступлением вод и фильтрацией, и уровень этого баланса можно значительно поднять.
По сравнению с каналами и поверхностным поливом растений здесь потери воды могут быть снижены в разы. В какой-то момент уровень грунтовых вод вырастет настолько, что сможет повсеместно появиться тип растительности как в Сахеле - деревья и кусты с глубокими стержнеобразными корневищами, добывающими воду из глубины. И таким типом растительности можно покрыть больше половины территории Сахары (за исключением гор и возвышенностей). Грунтовую же воду можно использовать и для поливного сельского хозяйства.
Для реализации  этого должны быть проложены каналы по периметру впадин (не в самых глубоких местах), через стенки каналов вода будет всасываться в грунт и пески).

[shuricos]

Есть Нубийский водоносный слой. На глубине порядка 500 метров. Предлагаете налить туда воды столько, чтобы вода в Нубийском водоносном слое поднялась на 500 метров и почти достигла поверхности? Сколько времени понадобится, чтобы наполнить эту систему?

Есть локальные места, где плотные слои грунта не пропускают воду ниже.
В этих местах образуются более близкие к поверхности грунтовые воды. Но Вы правильно сказали - сейчас они в состоянии равновесия: где-то под землёй в плотном слое есть трещина, через которую вода уходит вглубь. Можно сколько угодно наливать воды в такую котловину - она всё равно уйдёт через трещину.

Есть такие места, где трещины нет, там грунтовая вода выходит наружу и образует открытые водоёмы. Тут тоже балан: чем больше воды в грунте, тем больше площадь открытой части водоёма, тем больше испарение. Если вкачивать много воды, то площадь таких водоёмов увеличится, но ЗАЧЕМ это нужно? Нам же не водоёмы нужны, а зелень. Если мы уж всё равно воду пригоняем в пустыню, то этой водой надо поливать растения, а не сливать в пустой грунт. Да, при этом часть поливной воды уйдёт в грунт, но мы же при этом и зелень получим!

Я повторяю - ключевой вопрос в озеленении Сахары не столько в недостатке воды, сколько в её быстром испарении. Сократим потери на испарение - получим достаточно воды для полива растений.

Ещё раз обращаю внимание на Нил: такой уж приток пресной воды, а какой эффект? Пшик! Всего несколько километров в одну и другую сторону от уреза воды.
А почему? Да потому что расходуют воду нерачительно, поливают вёдрами из открытых канав, вода больше уходит в грунт и испаряется, чем впитывается растениями. Со многими реками ещё хуже - они даже и так не используются, а просто утекают в океан. Так что, прежде надо повысить эффективность использования имеющихся водных ресурсов.

[shuricos]

Огромный интерес представляет нагорье Тибести в самом центре Сахары.
Оно интересно тем, что тут осадки (около 150 мм) есть каждый год.
Вади здесь регулярно наполняются водой.
Если эту воду использовать рачительно, то можно полностью озеленить это нагорье. Это приведёт к снижению нагрева этого региона и к дополнительным осадкам, что позволит расширить озеленённую зону. И так далее.

Сегодня большинство местных жителей - кочевники-скотоводы. Скот сжирает даже ту скудную растительность, какая есть. А сельским хозяйством заниматься не хотят (им занимаются только бывшие рабы).

[LonelyWanderer]

Вода не будет вся проваливаться на 500 метров, преувеличивает вы возможности фильтрации. Вода в Сахаре есть практически повсеместно и на гораздо меньшей глубине - те же колодцы имеются повсюду, почти по всей пустыне, даже там, где осадков практически нет. Откуда эта вода? Главным образом из соседних регионов, где либо осадков больше, либо вода поступает с имеющихся рек. Едва ли исключительно из местных осадков, которых в центральных частях Сахары почти нет, а те, что есть - не доходят до водоносных горизонтов. Поэтому нет никаких таких "трещин", способных безвозвратно поглотить целую реку воды. И я думаю, что уровни земли между грунтовыми водами и артезианскими не лишены напрочь воды, а они просто слишком плотные и не пропускают воду. Но даже, если бы пришлось насытить влагой, как вы говорите, слой земли в 500 метров, ну и что? Это же не налить 500-метровый океан, реальная емкость воды гораздо меньше, но насыщение рано или поздно произойдет, и единственный бесполезный способ удаления воды - через окраины материка в море. Но представляете, насколько медленная эта фильтрация через тысячи километров? При этом еще напор воды должен быть, чтобы вода таким способом удалялась.
Вода неизбежно подступит к поверхности, вопрос только  в сроках. А чтобы вода поступала к поверхности более-менее равномерно с учётом рельефа местности и геологии пород, и чтобы не образовывались слишком крупные испаряющиеся водоемы и нужно рассчитывать местоположение каналов - где-то воды больше пропускать, где-то меньше, а если в общих чертах, то по краю впадин, чтобы вода просачивалась вниз и в сторону от канала, формируя подповерхностное течение  вод - для передвижения грунтовых воды через фильтрацию тоже, как и в реках, необходим перепад уровней воды. Причем этот перепад должен быть гораздо больше в грунтовых водах из-за гораздо более медленного течения, чем в реках и большего сопротивления.

[shuricos]

Откуда эта вода?

Я объяснил откуда: под поверхностью и слоем песка есть плотный слой, не пропускающий воду ниже. Например, скальная порода. Вода просачивается через песок и задерживается в ложбине, образованной скальной породой или глиной.

Выйти вода из этой ложбины может только двумя путями: либо когда эта ложбина переполнится (и тогда вода будет проникать глубже, пока не найдёт следующий подпор), либо если образуется поверхностный водоём, из которого вода будет испаряться. Всё, третьего не дано.


Везде, где вода могла задержаться, она задержалась.
Вы можете сколько угодно наливать воду в такие места, но она будет уходить: в первом случае она будет через край ложбины уходить вглубь (вплоть до Нубийского водоносного слоя), либо она будет подниматься до поверхности, где будет испаряться.
Если вода сейчас где-то НЕ поднялась достаточно близко к поверхности, чтобы испаряться, значит она уходит через край подповерхностной ложбины, т.е. она тут не может подняться выше, сколько бы вы её туда не наливали.

[LonelyWanderer]

Так куда она в конечном счёте уходит по вашему? Как она оказывается в океане конкретно?
Вами описанные способы ухода воды работают только потому, что источники воды слабые, поэтому фильтрация справляется с этой задачей. Если воды будет поступать в разы больше, то грунт просто не сможет пропустить большой объем воды, начнется насыщение всех слоев, где может поместиться вода, а когда оно наступит - начнется и повышение уровня воды.
Ещё раз, уровень грунтовых вод упрощенно определяется расходом воды в кубометрах в секунду и наклона поверхности - воде, чтобы она текла, нужен перепад высот. В Сахаре вода глубоко, потому что расход воды маленький, и хватает очень небольшого наклона, чтобы вода перемещалась. Но даже при скудных водных ресурсах вода много где подступает довольно близко к поверхности. И если увеличить количество поступаемой воды, то и необходимый для удаления воды  наклон возрастет в несколько раз. Грунтовые воды - это вам не река, сопротивление движения воде даже в водоносных горизонтах огромно по сравнению с рекой. Для сравнения можно привести наши деревенские колодцы, даже если дом стоит на холме, вода в колодце все равно есть, пусть и достаточно глубоко, но гораздо выше основания холма - это хорошо иллюстрирует необходимость гораздо большего наклона урезов воды для грунтовых вод по сравнению с поверхностными. А в Сахаре они более менее на одном уровне только лишь из-за исключительно  малых водных ресурсов, а не потому что нубийский слой - некая прорва. Если подать половину вод реки Конго и распределить, то никакой нубийский водоносный слой с этим не справится.

[shuricos]

Вы лучше подумайте, почему Нубийский слой не полнимается выше. По миллиметру в год он за несчастные 500 тыс.лет достиг бы поверхности. Но этого не происходит. Значит вода куда-то уходит. И я Вам скажу куда - в разломы плит. А оттуда частично поднимаются, в т.ч. гейзерами Тибести, а частично уходят ещё глубже. Конго, Нила и Нигера не хватит, чтобы компенсировать эту убыль.

Можно попробовать найти локальные ложбины. Если в водяном подпоре ложбины есть трещина, то вода через неё уходит с постоянной скоростью. Но есть проблема: с увеличением уровня воды в ложбине давление повысится и через трещину будет уходить больше; а во-вторых, поднявшийся уровень грунтовых вод может найти другую трещину (по понятным причинам об этой трещине не узнаем, пока не начнём заполнять ложбину), которая не позволит дальнейший подъём воды. Зачем это всё? Вода - ценный редкий ресурс. Её надо беречь - передавать по трубам, а не лить в песок, надеясь, что когда-нибудь уровень грунтовых вод поднимется.

[LonelyWanderer]

А ваша картинка не работает в Сахаре. Вода в колодцах там есть и за тысячи километров от ближайших мест, богатых водой. И никакие трещины, нубийские слои и прочее не мешают. Или вы хотите сказать, что они пополняются местными дождями?  Там если когда и выпадет редчайший дождь, то влага застревает в верхних слоях песка и потом постепенно испаряется, в противном случае воде пришлось бы смочить всю толщу песка. Я бы сказал, что поступление вод с поверхности в глубинные слои в центральных частях Сахары приближается к абсолютному нулю.

[LonelyWanderer]

Вы лучше подумайте, почему Нубийский слой не полнимается выше. По миллиметру в год он за несчастные 500 тыс.лет достиг бы поверхности. Но этого не происходит. Значит вода куда-то уходит. И я Вам скажу куда - в разломы плит. А оттуда частично поднимаются, в т.ч. гейзерами Тибести, а частично уходят ещё глубже. Конго, Нила и Нигера не хватит, чтобы компенсировать эту убыль.

Можно попробовать найти локальные ложбины. Если в водяном подпоре ложбины есть трещина, то вода через неё уходит с постоянной скоростью. Но есть проблема: с увеличением уровня воды в ложбине давление повысится и через трещину будет уходить больше; а во-вторых, поднявшийся уровень грунтовых вод может найти другую трещину (по понятным причинам об этой трещине не узнаем, пока не начнём заполнять ложбину), которая не позволит дальнейший подъём воды. Зачем это всё? Вода - ценный редкий ресурс. Её надо беречь - передавать по трубам, а не лить в песок, надеясь, что когда-нибудь уровень грунтовых вод поднимется.

Куда уходит? Туда и уходит - к краям материка. Больше и некуда. Куда-то вглубь, да потом назад с гейзерами - едва ли большое количество. Любой маршрут должен иметь конечный пункт - океан или облака, вот и все. Когда вы говорите в глубь, в трещины и т.д, то вы продолжайте маршрут дальше, там же не черная дыра. Я крайне сомневаюсь, что идёт большой расход воды через края материка. Я думаю, что он не просто маленький, а мизерный.
И если всё-таки это так, если я окажусь прав, то практически вся вода, запасенная в грунте окажется полезной, т.к. расходом будет только испарение в листьях пальм, достающих до грунтовых вод.
А давление едва ли сильно повысится с увеличением уровня вод. Это же не чистый водоем. Даже в трубной гидравлике есть такое понятие, как падение напора,  из-за трения о стенки труб, из-за чего труба может быть при некотором наклоне бесконечно длинной и скорость течения не смотря на давление не вырастет. А тут вообще сплошной песок, который даёт сопротивление трением куда больше.

[LonelyWanderer]

А почему за 500 тысяч лет уровень воды не поднялся - просто равновесие очень маленького поступления воды и очень маленького стока вод. И самое главное - потому что источники воды не в центре Сахары, а по краям. Вода в гору не течет, а центр Сахары выше более влажных окраин, но даже там можно докопаться до воды, что только доказывает мое утверждение, что можно наполнить грунтовыми водами Сахару, доставив воду прямо в центр пустыни.

[shuricos]

А ваша картинка не работает в Сахаре.

Она везде работает. Это гравитация.

Вода в колодцах там есть и за тысячи километров от ближайших мест, богатых водой. И никакие трещины, нубийские слои и прочее не мешают. Или вы хотите сказать, что они пополняются местными дождями?

Именно что дождями.
В центральной части Сахары бывает, что 2...3 года нет дождей. Но это не значит, что их там не бывает никогда. Средняя величина - 20 мм в год. С квадратного километра это 20 тонн воды. Частью она тут же испаряется, но частью просачивается сквозь песок до водонепроницаемого слоя, далее стекает по нему в самую нижнюю точку и там может накапливаться - вот и условия для колодца.

Где-то грунтовая вода может быть и не накапливаемой, а проточной.
Например, под дном вади: вода стекает с большой площади и в грунте ниже поверхности медленно движется вниз. Но тем хуже для Вас: тогда точно ничего не наберём - добавьте воды, вади наполнится, появится поверхностная вода, которая будет утекать до тех пор, пока частью не испарится, а другой частью - не просочится в грунт.

Куда-то вглубь, да потом назад с гейзерами - едва ли большое количество

В мантии в 3 раза больше воды чем во всём Мировом океане.

испарение в листьях пальм, достающих до грунтовых вод

Кто бы спорил. Вопрос только в том - зачем воду сливать в грунт, рискуя её безвозвратной утерей, если можно сразу лить под растения.

[shuricos]

равновесие очень маленького поступления воды и очень маленького стока вод

Какого-такого "очень маленького поступления воды"?
Среднее количество осадков даже в самых засушливых регионах Сахары - 20 мм в год. В других местах среднее количество осадков достигает 200 мм в год.
Уж хоть один-то миллиметр в год мог бы в среднем добраться до Нубийского слоя. Наверняка и больше поступает.
А его площадь более 2 млн.кв.км.

[LonelyWanderer]

В самой Сахаре я думаю, что вообще нисколько осадков не достигает грунтовых вод. И виной тому смачивание. Чтобы дождевая вода достигла грунтовых вод, она должна смочить всю толщу песка, и уже по смоченному песку двигаться вниз. Она не может двигаться вниз по несмоченному песку. В противном же случае она просто застревает в верхних метрах песка и постепенно высыхает, а время на это предостаточно - следующий дождь может и через полгода-год произойти.
А чтобы не образовались вади с поверхностными стоком и бесполезным испарением,  я же и говорил 2 раза уже, что нужно не самых низких местах прокладывать каналы или трубы. Тут просто над маршрутом нужно поработать.
Навскидку. Карты и компа под рукой нет, нарисовал бы быстро линию. Это может быть маршрут по восточному краю впадины Чад, затем поворот на запад по северному краю и далее в сторону южного Алжира. Основное течение грунтовых вод будет идти на юг - в сторону озера Чад и в сторону долины реки Нигер. А к северу путь закрывают горы. Наличие этих водоемов говорит о том, что там есть грунтовые воды, создаваемые этими водоемами, и они будут подпирать наши, и не будет никакой прорвы. (Да, кстати, почему же река Нигер не проваливается на всем своем протяжении никуда под землю, в тот же нубийский слой?). Скорость течения грунтовых вод будет определяться наклоном поверхности. Ввиду ограниченной пропускной способности грунта, наклон горизонта грунтовых вод будет прямо зависеть от количества поступаемой воды. Больше воды - вода будет выступать на поверхности и сформируются вади. Меньше воды - грунтовые воды заглубятся. И нужно подобрать такую мощность, при которой  грунтовые воды подбирались бы близко к поверхности, но не достигали ее, зато их достигали бы растения. В более высоких местах расти бы пальмы, в глубоких местах рельефа с близким простором грунтовых вод - земледелие, в т.ч. поливное из колодезной воды. Кстати, так можно и на оросительных каналах сэкономить.

[shuricos]

Никак не врублюсь... Если мы прокладываем каналы и трубы, то при чём здесь грунтовые воды?

следующий дождь может и через полгода-год произойти

В Сахаре, говорят, утонуло больше людей, чем умерло от жажды. Знаете, почему?

[LonelyWanderer]

Никак не врублюсь... Если мы прокладываем каналы и трубы, то при чём здесь грунтовые воды?

следующий дождь может и через полгода-год произойти

В Сахаре, говорят, утонуло больше людей, чем умерло от жажды. Знаете, почему?

Не знаю.
Каналы все равно нужны, чтобы доставить воду. Но можно провести большую сеть оросительных каналов или труб, что есть огромные расходы, а можно провести только один канал,  а воду добывать уже грунтовую - грунт нам послужит оросительным каналом или трубой. Оросительные каналы - это все равно поднятие тех же грунтовых вод, те же утечки, тот же по сути эффект, но их ещё рыть надо, да ещё потери с поверхности. А трубы - это очень дорого, почти невозможно для масштабных проектов. Лучше иметь один большой канал, чем кучу мелких оросительных. Большой канал имеет большую пропускную способность относительно площади поверхности (читай испарения).
Расчет на ограниченную пропускную способность (бесполезную выводную) грунтовых вод. Пример, если вы сделаете 10 дырок в ведре, которое сможет пропускать по 1 литру в минуту, то это ведро будет бесполезным (с КПД = 0) до тех пор, пока вы не будете наливать туда воды больше, чем 1 литру в минуту, и когда вы начнете наливать туда 10 литров в минуту, его КПД достигнет 90%.

[LonelyWanderer]

Я уверен на 100%, что как минимум впадину Чад можно озеленить таким способом и очень экономно по воде (не теряя на поверхностном испарении). Потому, что там ранее существовал очень крупный водоем, т.е. там нет никакого подземного канала, который мог бы поглотить воду и не дать грунтовой воде свободно спускаться в сторону озера.
Если по окраине этой впадины пустить канал, то он создаст горизонт грунтовых вод, опускающийся от краев впадины до озера. И вся эта территория может быть покрыта саванным типом растительности.
Думаю, и большинство других территорий вполне годятся - когда-то по всей Сахаре текли реки и существовали озера.

[Кочуров Андрей]

в пустыных городах дешевле смывать в туалетах морскою водою, но смывают пресною, значит канализацией поливают огород. Бедуинов в Египте не любят- живут без паспортов по-бомжовски, автобусы с туристами собираются по 20 в караван с охраною от бедуинов. Дождей будет больше в Сахаре- будет больше травы, скота и бедуины расплодятся

[shuricos]

это ведро будет бесполезным (с КПД = 0) до тех пор, пока вы не будете наливать туда воды больше, чем 1 литру в минуту

Именно так и функционируют водохранилища: через его стенки и с поверхности уходит много воды, но приток так велик, что компенсирует эти потери.

Но какую пользу это даст нам?
Ведь проблема не в том, как спустить воду с центральноафриканского плато в котловину озера Чад (с этим как раз проблем нет - там много рек, в т.ч. Шари), а в том, как эту самую воду перебросить через центральноафриканское плато.

грунт нам послужит оросительным каналом или трубой

Теперь понятно.
Но эффективность такого действа близка к нулю.

Вот течёт Нил. Представим себе, что это наш рукотворный канал, который перебрасывает огромное количество воды из центральной Африки в засушливые северные районы. И что же? Как этот колоссальный ресурс используется? Имеем 10-километровую полоску возделываемых полей, да ещё в дельте там кое-что. Никто не заморачивается отбором (и самое главное - поднятием) грунтовых вод с глубин, на которые эта вода уходит. Если где-то грунтовые воды выходят на поверхность и образуют оазим - там пользуются, да и то не особенно эффективно.

Вот Нил прямо по поверхности начал выливаться из Насера и образовал Тошку. Так и то уже скоро полвека, а толково использовать эту прямо по поверхности текущую воду не могут.

Так что вариант "давайте закинем им гигантскую трубу, а там сами разберутся" не работает.
Самый большой вопрос как раз в распределении и эффективном использовании пришедшей воды.
Поэтому, если мы воду намерены подавать извне, то без колоссальной системы труб и трубочек, формирующих капиллярную систему умопомрачительных масштабов, не обойтись.

Поэтому подавать дополнительную воду, пока они не научились рачительно пользоваться существующей, не имеет смысла.
Сначала надо создать такую "капиллярную систему", питаемую от существующих крупных водных артерий - того же Нила на северо-востоке и Нигера на юго-западе. Конечно, эти две реки не охватят всю Сахару, но хотя бы Судан и Египет бы целиком охватить оросительными системами.

[shuricos]

Не знаю

Теперь знаете:

В южной зоне климат сухой тропический, количество осадков уменьшается, и в центральной зоне они выпадают эпизодически. Средняя величина их не превышает 20 мм. Годами их не бывает совсем. Однако в таких районах неожиданно могут пройти ливни, что вызывает сильные наводнения. Бытует мнение, что в Сахаре утонуло больше людей, чем погибло от жажды.
http://ukhtoma.ru/geobotany/africa02.htm